沙培黃瓜生長(zhǎng)對(duì)水氮耦合效應(yīng)的響應(yīng)

馬新超，軒正英，李 玉，常 嬌，高 源，房 健，譚占明，王旭峰

(1.塔里木大學(xué)園藝與林學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300; 2. 塔里木大學(xué)南疆特色果樹(shù)高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300; 3. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

新疆南疆地區(qū)由于其獨(dú)特的地理氣候環(huán)境及豐富的光熱資源，已成為非耕地設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要地區(qū)，以取材方便、價(jià)格低廉的沙子作為基質(zhì)的溫室沙培蔬菜面積在不斷擴(kuò)大。但日光溫室蔬菜沙培技術(shù)存在著區(qū)域性技術(shù)發(fā)展不平衡、沙培技術(shù)要求高、推廣環(huán)節(jié)比較弱、技術(shù)完善程度不高等問(wèn)題[1]，尤其是在南疆地區(qū)的溫室沙培黃瓜栽培中長(zhǎng)期存在著盲目大量灌水施氮的現(xiàn)象，粗獷的水氮管理已經(jīng)嚴(yán)重限制當(dāng)?shù)厣撑帱S瓜技術(shù)的發(fā)展。

本試驗(yàn)設(shè)置了灌水水平和施氮量?jī)梢蛩兀M(jìn)行了不同水氮耦合下溫室沙培黃瓜的田間試驗(yàn)，測(cè)定了生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo)和各時(shí)期的干物質(zhì)積累量，并對(duì)黃瓜產(chǎn)量進(jìn)行了調(diào)查，在試驗(yàn)條件下，明確沙培黃瓜生長(zhǎng)對(duì)水氮耦合效應(yīng)的響應(yīng)規(guī)律并確定最適水氮耦合方案，以期為溫室沙培黃瓜高效生產(chǎn)與科學(xué)水氮管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與供試材料

試驗(yàn)于2021年3—7月在塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站(81°17′E， 40°32′N(xiāo)，海拔990 m)7號(hào)節(jié)能型日光溫室內(nèi)進(jìn)行。栽培基質(zhì)為建筑用沙(粗沙)，其理化性質(zhì)如表1所示。

表1 黃瓜栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)

本試驗(yàn)選用‘優(yōu)勝美’水果黃瓜為試材，使用營(yíng)養(yǎng)缽進(jìn)行育苗，待黃瓜苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)定植，緩苗5 d后進(jìn)行水肥處理；試驗(yàn)采用槽式栽培，每個(gè)栽培槽面積為0.5 m×2.6 m=1.3 m2，深0.4 m，設(shè)定株距為0.25 m，大行距為0.6 m，小行距0.3 m，進(jìn)行雙行栽培，每小區(qū)定植20株幼苗，保苗50 000株·hm-2；設(shè)7個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共計(jì)21個(gè)小區(qū)和420株黃瓜，溫室東西兩側(cè)各設(shè)一行保護(hù)栽培槽。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置灌水水平和施氮量二因素，采用二次飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)(p=2的6點(diǎn)設(shè)計(jì))，并加設(shè)了一個(gè)最高碼值處理(T7)，該處理只作對(duì)照，不參加回歸分析，以保持原方案的優(yōu)良性，試驗(yàn)設(shè)計(jì)具體方案見(jiàn)表2。

表2 黃瓜水氮耦合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

灌水上限最大值設(shè)為田間持水量的100%，最小值設(shè)為田間持水量的65%；土壤水分下限為每天8∶00時(shí)測(cè)得的各處理實(shí)際基質(zhì)含水率，基質(zhì)含水率使用DM-300土壤水分速測(cè)儀(青島拓科)實(shí)時(shí)測(cè)定，并每隔20 d采土樣用烘干法校準(zhǔn)，當(dāng)土壤含水率接近或降低至灌水下限的60%時(shí)進(jìn)行灌溉。灌水水平和施氮量的0碼值所對(duì)應(yīng)的實(shí)際值依據(jù)文獻(xiàn)[6-8]并結(jié)合基質(zhì)理化性質(zhì)設(shè)定，試驗(yàn)所用灌溉水為水廠供應(yīng)的自來(lái)水，其EC值為0.59 uS·cm-1，所用大量元素肥料分別為尿素(含N 46%)、磷酸二氫鉀(含P2O551%)和硫酸鉀(含K2O 50%)，依據(jù)基質(zhì)中的養(yǎng)分含量及養(yǎng)分平衡原則[8]設(shè)定磷鉀肥用量分別為290 kg·hm-2和800 kg·hm-2，氮磷鉀肥料均作追肥隨水施入，每隔5 d施肥一次，共計(jì)追施20次，各處理氮肥每次等量施入，前7次每次施入磷肥的7%、鉀肥的3%，剩余磷鉀肥每次等量施入，并視植株生長(zhǎng)情況適時(shí)適量噴施微量元素。灌水量計(jì)算公式為：

M滴灌=r×p×h×θf(wàn)×(q1-q2)/η

式中，r為土壤容重，取1.61 g·cm-3；p為土壤濕潤(rùn)比，取100%；h為灌水計(jì)劃濕潤(rùn)層，取0.35 m；θf(wàn)為田間持水量，取14.02%；q1、q2分別為土壤水分上限和土壤水分下限(以相對(duì)田間持水量的百分比表示)；η為水分利用系數(shù)，滴灌取0.9。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 定植后，每個(gè)處理隨機(jī)選取18株生長(zhǎng)正常的黃瓜植株并標(biāo)記，水氮處理后每隔7 d測(cè)定以下指標(biāo)，共測(cè)10次。

株高：用卷尺從子葉節(jié)處起測(cè)量至植株頂端；

株幅：用卷尺測(cè)量植株葉片最大伸展直徑；

莖粗：用游標(biāo)卡尺測(cè)量子葉節(jié)上面的第一節(jié)間的中間直徑；

葉片數(shù)：統(tǒng)計(jì)葉長(zhǎng)大于2 cm的葉片數(shù)；

葉面積：測(cè)得葉片的縱、橫莖長(zhǎng)度后使用經(jīng)驗(yàn)公式[9]計(jì)算得出：

S=0.5×WL×LL+0.25×WL2

式中,WL為單片葉葉片寬度，LL為單片葉葉片長(zhǎng)度，選擇植株中上部最大的葉片進(jìn)行測(cè)定。

葉綠素SPAD值：使用SPAD 502 plus(柯尼卡美能達(dá)，日本)對(duì)植株自下而上第4片葉子進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)避開(kāi)葉脈選取3個(gè)點(diǎn)取平均值。

1.3.2 干物質(zhì)量的測(cè)定 黃瓜生育期劃分為：苗期(水氮處理后20 d)、花期(水氮處理后35 d)、初瓜期(水氮處理后53 d)、盛瓜期(水氮處理后78 d)、末瓜期(水氮處理后100 d)。分別于黃瓜各生育期結(jié)束時(shí)隨機(jī)選取植株3株，將根、莖、葉、花、果分開(kāi)，根系用清水洗凈擦干，放入烘箱內(nèi)于105℃下殺青15 min后置于75℃下烘干至恒重，使用ME204萬(wàn)分之一天平(梅特勒托利多，瑞士)稱(chēng)重記數(shù)，并計(jì)算根冠比和植株的干物質(zhì)積累量。

1.3.3 產(chǎn)量的測(cè)定 從黃瓜結(jié)果初期至拉秧，對(duì)采收的黃瓜果實(shí)使用分析天平(YP30002,上海佑科)直接稱(chēng)重，統(tǒng)計(jì)每小區(qū)的產(chǎn)量，并折算為公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用DPS 7.05軟件對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；用Origin 2021軟件制圖；用Excel 2019制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜生長(zhǎng)的影響

2.1.1 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜株高的影響 由圖1a可知，各處理的株高隨著黃瓜生育期的推進(jìn)逐漸增加， 5月4日前各處理株高無(wú)顯著差異，5月4日后各處理的株高開(kāi)始產(chǎn)生差異，并在6月1日后株高快速增長(zhǎng)。在整個(gè)生育期，施氮量一致時(shí)，株高隨著灌水水平的增加而降低，灌水水平一致時(shí)，株高隨著施氮量的增加而增加，在低水高氮處理下株高在全生育期內(nèi)均能獲得較高值。

2.1.2 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜莖粗的影響 由圖1b可知，隨著生育期的推進(jìn)，黃瓜莖粗不斷增加，苗期莖粗增長(zhǎng)迅速，進(jìn)入花期后莖粗的增幅較為一致，但增長(zhǎng)速率卻有一定程度下降，這是因?yàn)榍o稈是地下養(yǎng)分運(yùn)輸至地上部的通道，黃瓜開(kāi)花坐果需要吸收充足的養(yǎng)分供給而導(dǎo)致莖粗增長(zhǎng)迅速，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，T3處理的莖粗最大為12.75 mm，是莖粗最小T2處理的1.65倍，灌水水平和施氮量對(duì)莖粗的影響與株高的一致。

2.1.3 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉面積的影響 由圖1c可知，除處理T1和T2外其他處理的葉面積均隨著植株生長(zhǎng)而顯著增大，由于T1和T2均為低氮處理，氮肥供應(yīng)不足情況下植株葉面積擴(kuò)展受到限制，雖然在苗期葉面積有所增長(zhǎng)，但植株開(kāi)始進(jìn)入生殖生長(zhǎng)后其葉面積便停止增長(zhǎng)，且一直處于較低值；至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，葉面積最大的是處理T3，為530.80 cm2,其次是處理T5，為452.28 cm2，最小的是處理T2，僅為83.07 cm2，灌水水平和施氮量對(duì)葉面積的影響與對(duì)株高的影響趨勢(shì)一致。

2.1.4 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉片數(shù)的影響 由圖1d可知，隨著生育期的推進(jìn)，黃瓜葉片數(shù)不斷增加，水氮處理后30 d內(nèi)各處理葉片數(shù)增長(zhǎng)幾乎一致，之后各處理的葉片數(shù)開(kāi)始產(chǎn)生明顯差異，尤其是在5月25日—6月15日各處理葉片數(shù)均勻并快速地增加，停止測(cè)量時(shí)，T3處理的葉片數(shù)最多(33片)，較最少的T2處理多10片，其次T5的葉片數(shù)也達(dá)到了31片，灌水水平和施氮量對(duì)葉片數(shù)的影響與對(duì)株高的影響趨勢(shì)一致。

2.1.5 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜株幅的影響 由圖1e可知，黃瓜株幅隨著生育期的推進(jìn)而逐漸增加，在6月1日前即苗期和花期內(nèi)株幅擴(kuò)展迅速，之后擴(kuò)展速率便有所下降并較為均勻，這是因?yàn)樽渣S瓜根瓜坐住之后，其生殖生長(zhǎng)較營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)相比更為旺盛，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，T3處理的株幅最大為62.95 cm，較最小的T2處理多28.05 cm，灌水水平和施氮量對(duì)株幅的影響與對(duì)株高的影響趨勢(shì)一致。

2.1.6 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉片葉綠素SPAD值的影響 由圖1f可知，黃瓜葉片葉綠素SPAD值的增長(zhǎng)與葉面積的增長(zhǎng)趨勢(shì)相同，除處理T1和T2外其他處理的葉面積均隨著植株生長(zhǎng)而顯著增大，這就表明在適宜水氮供應(yīng)下，葉片能獲得較高的葉面積從而獲得較好的光截獲能力，葉片的葉綠素SPAD值顯著增加，光合能力有所提升，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，處理T3的葉片葉綠素SPAD值最大，為107.38，其次是T4(107.33)，最小的T2處理為57.33，灌水水平和施氮量對(duì)葉片葉綠素SPAD值的影響與對(duì)株高的影響趨勢(shì)一致。

圖1 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effect of water and nitrogen coupling on growth of sand cultivation cucumber

2.2 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜干物質(zhì)積累的影響

2.2.1 各器官干物質(zhì)的積累與分配 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜各器官干物質(zhì)積累與分配的影響如圖2所示，植株的干物質(zhì)積累量隨著生長(zhǎng)發(fā)育不斷增長(zhǎng)，低氮處理的T1和T2各時(shí)期干物質(zhì)積累量均顯著低于其他處理，表明在150 kg·hm-2的施氮量下，無(wú)論灌水水平或高或低均無(wú)法獲得較好的干物質(zhì)積累量，施氮量充足的其他處理在各時(shí)期均表現(xiàn)出較高的干物質(zhì)積累量，干物質(zhì)積累量隨著施氮量的增加而顯著增加。在不同時(shí)期下各器官干物質(zhì)分配的規(guī)律各不相同，但總體上表現(xiàn)出葉片和果實(shí)干物質(zhì)積累量較大，莖、根和花較少。

圖2 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜干物質(zhì)積累與分配的影響Fig.2 Effect of water and nitrogen coupling on dry matter accumulation and distribution of sand cultivation cucumber

苗期植株的干物質(zhì)積累量較少，占拉秧時(shí)干物質(zhì)積累量的0.90%～2.83%，各處理器官中干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為葉>莖>根，葉占植株總積累量的65.65%～69.87%，莖占15.24%～22.59%，根占9.89%～14.89%，苗期植株干物質(zhì)積累量最多的是處理T3，最少的是處理T1，可見(jiàn)苗期低水高氮的處理有利于植株干物質(zhì)的積累?；ㄆ谥仓旮晌镔|(zhì)積累量開(kāi)始快速增加，占全生育期總吸收量的11.92%～24.04%，各處理器官中干物質(zhì)積累量除T5和T7外均表現(xiàn)為葉>莖>根>花，葉占植株總累積量的63.98%～70.33%，莖占23.68%～30.02%，根占2.24%～5.23%，花占2.39%～4.00%，T5和T7器官中干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為葉>莖>花>根，在相同施氮量下，花的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為T(mén)7>T5>T3，花的干物質(zhì)積累量隨著灌水水平的增加而增加，表明在充足的氮肥供應(yīng)下，提高灌水水平可以促進(jìn)植株的花芽分化，增大開(kāi)花量。

初瓜期占拉秧時(shí)干物質(zhì)積累量的31.14%～46.28%，盛瓜期占60.26%～83.44%，進(jìn)入初瓜期后黃瓜器官中干物質(zhì)分配規(guī)律表現(xiàn)為果實(shí)和葉較多，莖、根和花較少，在初瓜期、盛瓜期、末瓜期中各器官干物質(zhì)分配比例發(fā)生了變化，葉和莖中干物質(zhì)分配比例明顯變小，果占了植株干物質(zhì)積累量的一大部分，尤其是在盛果期，果占植株總干物質(zhì)累積量的比例高達(dá)29.11%～50.75%，自進(jìn)入初瓜期后，T4和T5的植株干物質(zhì)積累量均處于較高水平，而低水高氮的T3和高水高氮的T7低于T4、T5處理，表明雖然增施氮肥能顯著增加干物質(zhì)積累量，但只有在灌水水平適宜的條件下再增施氮肥才能獲得最高的干物質(zhì)積累量，反之會(huì)使干物質(zhì)積累量有所下降。

2.2.2 干物質(zhì)積累速率的Logistic方程回歸分析 為了定量研究水氮耦合下沙培黃瓜干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)累積變化特征及規(guī)律，采用Logistic方程進(jìn)行擬合，結(jié)果如表3所示。各處理干物質(zhì)最大累積速率在水氮處理后57.8～86.0 d(盛果期和末瓜期)出現(xiàn)，出現(xiàn)時(shí)間最早的是處理T1，最晚的是處理T3，在進(jìn)入末瓜期后才出現(xiàn)，可看出低水低氮處理下干物質(zhì)最大累積速率出現(xiàn)時(shí)間最早。處理T4的干物質(zhì)最大累積速率最大，為4.03 g·株-1·d-1，是最低值T1的4.3倍，在同一灌水水平下表現(xiàn)為T(mén)6>T7>T2并且T3>T1，除150 kg·hm-2施氮量的T1和T2外其他處理均能獲得較大的物質(zhì)最大增長(zhǎng)速率；這就表明干物質(zhì)最大累積速率隨著施氮量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，而灌水水平對(duì)其無(wú)顯著影響。

表3 干物質(zhì)積累速率的Logistic方程回歸分析

快速累積期出現(xiàn)時(shí)間最早的為處理T1，較最晚的T3縮短了18.5 d，快速累積期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的為處理T3，但其結(jié)束時(shí)間為水氮處理后115.8 d，此時(shí)黃瓜已拉秧結(jié)束了16.8 d，可見(jiàn)低水高氮的處理T3營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)盛?？焖倮鄯e期出現(xiàn)時(shí)間較早的T5能夠保持相對(duì)較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，作為對(duì)照的T7其快速累積期持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)并且開(kāi)始時(shí)間也相對(duì)較早，但其干物質(zhì)最大累積速率較低，為3.34 g·株-1·d-1，綜合考慮干物質(zhì)最大累積速率及其出現(xiàn)時(shí)間、快速累積期開(kāi)始時(shí)間及持續(xù)時(shí)間這些因素，T4和T5為較優(yōu)處理。

2.2.3 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜根冠比、干物質(zhì)及產(chǎn)量的影響 如表4所示，拉秧時(shí)水氮耦合對(duì)沙培黃瓜單株總干物質(zhì)量和單株地上部干物質(zhì)量的影響規(guī)律是一致的，可見(jiàn)黃瓜地下部干物質(zhì)占比較小，各處理間單株總干物質(zhì)量的差異是由地上部干物質(zhì)量的差異所引起的，地上部干物質(zhì)量在同一灌水水平下表現(xiàn)為T(mén)7>T6>T2并且T3>T1，表明其隨著施氮量的增加而顯著增加，在同一施氮量下表現(xiàn)為T(mén)5>T3>T7，但3個(gè)處理間無(wú)顯著差異，表明地上部干物質(zhì)量與灌水水平的關(guān)系呈開(kāi)口向下的拋物線趨勢(shì)，但是灌水水平對(duì)地上部干物質(zhì)量并不顯著；T1和T2的地下部干物質(zhì)量顯著低于其他處理，而其他處理間無(wú)顯著差異，可見(jiàn)灌水水平對(duì)根系生長(zhǎng)無(wú)顯著影響，增施氮肥能夠使根系生長(zhǎng)良好，獲得較高的地下部干物質(zhì)量；根冠比最大的是T1，為2.48%，其次是T2,為1.61%，其他處理的根冠比均顯著低于T1，這是因?yàn)樘幚鞹1、T2的地上部干物質(zhì)量較小，而其他處理地上部和地下部干物質(zhì)積累量都處于較高水平所導(dǎo)致的；在水氮耦合下產(chǎn)量最高的是處理T5，為107.43 t·hm-2，是產(chǎn)量最低T2處理的4.08倍，在同一施氮量下T5>T3>T7，表明產(chǎn)量與灌水水平的關(guān)系呈開(kāi)口向下的拋物線趨勢(shì)，在同一灌水水平下T6>T7>T2并且T3>T1，表明增施氮肥能顯著提升黃瓜產(chǎn)量，但過(guò)量施氮后產(chǎn)量反而有所下降，符合報(bào)酬遞減規(guī)律。

表4 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜根冠比、干物質(zhì)及產(chǎn)量的影響

2.3 水氮耦合下沙培黃瓜生長(zhǎng)指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表5可知，除快速累積期起始時(shí)間T1和根冠比外，其他指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，快速累積期起始時(shí)間T1與各指標(biāo)間呈正相關(guān)關(guān)系但均不顯著，根冠比與各指標(biāo)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)最大累積速率Vmax、葉綠素SPAD值和產(chǎn)量間呈顯著性負(fù)相關(guān)，表明根冠比增大時(shí)不利于干物質(zhì)的積累，造成產(chǎn)量的下降。

表5 水氮耦合下沙培黃瓜生長(zhǎng)指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

通過(guò)各指標(biāo)間與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)可以看出，除快速累積期起始時(shí)間T1與產(chǎn)量間相關(guān)不顯著及根冠比與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)之外，其他指標(biāo)與產(chǎn)量均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系，干物質(zhì)最大累積速率Vmax與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，為0.98，其次是干物質(zhì)積累量，為0.96，表明黃瓜植株的干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)；株高、莖粗、葉面積、葉片數(shù)、株幅、葉片葉綠素SPAD值均與干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，尤其是葉片葉綠素SPAD值與干物質(zhì)積累量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.95，可見(jiàn)，葉片葉綠素SPAD值可以作為預(yù)測(cè)植株干物質(zhì)積累的關(guān)鍵指標(biāo)，在適宜的水氮耦合方案下，植株生長(zhǎng)健壯是獲得較高干物質(zhì)積累量的關(guān)鍵，從而提升了增產(chǎn)潛力，產(chǎn)量顯著提高。

3 討 論

水氮管理是農(nóng)田管理中一個(gè)重要的理論問(wèn)題，協(xié)調(diào)其關(guān)系達(dá)到最優(yōu)時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)低投入和高產(chǎn)出目標(biāo)。在不同水肥調(diào)控水平下，作物不同生育階段的生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累、分配和產(chǎn)量都受到極大影響[10-11]。楊曉珍等[12]研究表明隨著生育期的推進(jìn)，黃瓜株高、莖粗及葉片數(shù)呈“單峰曲線”變化，這與本研究部分結(jié)果一致，其研究也指出葉面積呈“拋物線”型變化趨勢(shì)，而本研究中葉面積隨著生育期的推進(jìn)呈“單峰曲線”變化，這是因?yàn)楸狙芯咳~面積動(dòng)態(tài)測(cè)定的葉片是植株中上部最旺盛展開(kāi)面積最大的葉片，這就減少了病蟲(chóng)害及葉片衰老這些因素對(duì)葉面積結(jié)果的干擾。本研究中苗期莖粗增長(zhǎng)迅速，進(jìn)入花期后莖粗的增幅較為一致，但增長(zhǎng)速率卻有一定程度上的下降，這與王蓉等[13]的研究結(jié)果一致。李靜等[14]研究表明番茄的株高及莖粗與水肥條件的高低呈正相關(guān)；方棟平[15]研究也指出黃瓜株高受水肥影響顯著，高水處理的株高顯著大于低水處理，隨著滴灌施肥比例的降低株高呈降低趨勢(shì)，本研究中各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均隨著施氮量的增加而增加的結(jié)果與其有相似之處；但本研究卻發(fā)現(xiàn)灌水水平對(duì)生長(zhǎng)的影響不顯著，在全生育期內(nèi)低灌水水平和高施氮量的組合能獲得最好的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)，表明低灌水上限雖然會(huì)使土壤含水率處在較低水平，但并不會(huì)抑制作物的生長(zhǎng)，這與褚麗麗等[16]的研究結(jié)論一致。本試驗(yàn)中低水高氮的處理T3能獲得最好的植株生長(zhǎng)特性，程明瀚等[17]通過(guò)研究溫室青椒的水氮耦合效應(yīng)得出低灌水下限時(shí)的水氮耦合作用更佳，這與本研究結(jié)果一致。

本研究表明植株干物質(zhì)積累量與灌水水平的關(guān)系呈開(kāi)口向下的拋物線趨勢(shì)，但是灌水水平對(duì)干物質(zhì)積累量的影響并不顯著，植株干物質(zhì)積累量隨著施氮量的增加而顯著增加，楊慧等[18]研究指出番茄地上部生物量理論最大值隨著灌水量和施氮量的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)，這與本研究結(jié)果有相似之處，但存在一定的出入，原因可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)選用營(yíng)養(yǎng)元素匱乏的沙子作為基質(zhì)，黃瓜對(duì)氮肥的依賴(lài)性較大所導(dǎo)致。王麗英等[19]的研究表明日光溫室冬春茬黃瓜生育期的莖、葉、果實(shí)干物質(zhì)積累呈“S”形曲線。水氮供應(yīng)對(duì)植株干物質(zhì)積累與分配的影響主要表現(xiàn)在葉片、莖和果實(shí)的積累上，對(duì)根系干物質(zhì)積累沒(méi)有顯著影響，這與本試驗(yàn)結(jié)果有相似之處。本研究同時(shí)表明在充足的氮肥供應(yīng)下，提高灌水水平可以促進(jìn)植株的花芽分化，增大開(kāi)花量，這與劉小剛等[20]的研究結(jié)果相似。產(chǎn)量與灌水水平和施氮量間的關(guān)系均呈開(kāi)口向下的拋物線趨勢(shì)，施氮量對(duì)產(chǎn)量的影響大于灌水因素，施氮量或灌水水平過(guò)高后產(chǎn)量反而有所下降，符合報(bào)酬遞減規(guī)律，適宜灌水水平下增施氮肥才能獲得較高的產(chǎn)量，這與已有研究結(jié)果[21-22]一致，但張新燕等[23]研究表明灌水因素對(duì)番茄產(chǎn)量的影響大于施肥因素，這可能是由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)及栽培基質(zhì)不同所導(dǎo)致的。

本研究通過(guò)對(duì)黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，根冠比增大時(shí)不利于干物質(zhì)的積累，造成產(chǎn)量的下降，這與馬國(guó)禮等[24]的研究結(jié)果一致。同時(shí)本研究指出在適宜的水氮耦合方案下，植株生長(zhǎng)健壯是獲得較高干物質(zhì)積累量的關(guān)鍵，從而提升了增產(chǎn)潛力，產(chǎn)量顯著提高，這與前人的研究結(jié)果相似[14]。葉片 SPAD 值和葉片干物質(zhì)積累量與追施氮肥量的相關(guān)性最高[25]，葉片葉綠素SPAD值可以作為預(yù)測(cè)植株干物質(zhì)積累的關(guān)鍵指標(biāo)。綜合考慮植株生長(zhǎng)狀況、干物質(zhì)積累與分配、干物質(zhì)最大增長(zhǎng)速率及其出現(xiàn)時(shí)間、干物質(zhì)快速累積期開(kāi)始時(shí)間及持續(xù)時(shí)間、根冠比和產(chǎn)量這些因素，T5為表現(xiàn)最好的處理，但其施氮量為1 250 kg·hm-2，違背了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中低投入高產(chǎn)出的目標(biāo)，反觀灌水水平和施氮量較為適中的T4，其能夠保持較好的植株生長(zhǎng)特性，干物質(zhì)積累量也較高，同時(shí)其產(chǎn)量?jī)H次于T5，為101.93 t·hm-2，因此本研究推薦灌水水平為80.20%，施氮量為623 kg·hm-2的水氮運(yùn)籌方案為最適方案。

4 結(jié) 論

1)65%的灌水水平雖然會(huì)使土壤含水率處在較低的水平，但并不會(huì)抑制黃瓜的生長(zhǎng)，增施氮肥能顯著提升各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)值，T3處理即灌水水平為65%，施氮量為1 250 kg·hm-2的水氮運(yùn)籌方案能獲得最好的植株生長(zhǎng)特性；

2)植株干物質(zhì)積累量隨著施氮量的增加而顯著增加，植株干物質(zhì)積累量與灌水水平的關(guān)系呈開(kāi)口向下的拋物線趨勢(shì)，但是灌水水平對(duì)干物質(zhì)積累量的影響并不顯著；

3)葉片葉綠素SPAD值可以作為預(yù)測(cè)植株干物質(zhì)積累的關(guān)鍵指標(biāo)，在適宜的水氮耦合方案下，植株生長(zhǎng)健壯是獲得較高干物質(zhì)積累量的關(guān)鍵，從而提升了增產(chǎn)潛力，黃瓜產(chǎn)量顯著提高；

4)綜合考慮植株生長(zhǎng)狀況、干物質(zhì)積累與分配、干物質(zhì)最大累積速率及其出現(xiàn)時(shí)間、快速累積期開(kāi)始時(shí)間及持續(xù)時(shí)間、根冠比和產(chǎn)量這些因素，T5為表現(xiàn)最好的處理，但其施氮量高達(dá)1 250 kg·hm-2，違背了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中低投入高產(chǎn)出的目標(biāo)，反觀灌水水平和施氮量較為適中的T4，其能夠保持較好的植株生長(zhǎng)特性，干物質(zhì)積累量也較高，同時(shí)其產(chǎn)量?jī)H次于T5，為101.93 t·hm-2，因此本研究推薦灌水水平為80.20%，施氮量為623 kg·hm-2的水氮運(yùn)籌方案為最適方案。